Investigating Drug Metabolism of Methapyrilene Within a Rat Model Using a Data Dependent Acquisition Workflow with the Xevo MRT Mass Spectrometer

Význam tématu

Metabolismus léků je klíčovým faktorem ovlivňujícím účinnost, toxicitu a vylučování léčivých látek. Studie metabolismu methapyrilenu (MP) je významná pro pochopení mechanismů jaterního poškození indukovaného léky (DILI) a pro identifikaci reaktivních metabolitů, které mohou vyvolat oxidační stres a poškození mitochondrií.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyvinout a demonstrovat rychlý a spolehlivý workflow pro identifikaci metabolitů MP v moči potkanů pomocí datově řízené akvizice (DDA) na hmotnostním spektrometru Xevo MRT a zpracování dat v UNIFI aplikaci.

Použitá metodika a instrumentace

Sample preparation:

• Proteinová precipitace moče (10 µl moče + 40 µl ACN:MeOH 90:10), mrznutí, centrifugace a ředění supernatantu v poměru 1:5 vodou.

Chromatografie:

• UPLC ACQUITY Premier System s CORTECS C18 kolonkou (2.1×50 mm, 1.6 µm), 5min gradient od 1 % do 99 % organické fáze při 0,6 ml/min.

Hmotnostní spektrometrie:

• Xevo MRT MS ve DDA režimu (20 Hz MS, 50 Hz MS/MS), výběr osmi prekurzorů, dynamické vyloučení 10 mDa/10 s.

Softwarové zpracování:

• UNIFI Application na platformě waters_connect: vrcholová detekce, porovnání proti databázi MP metabolitů s tolerancí 1 ppm pro MS i MS/MS.

Hlavní výsledky a diskuse

Ve vzorcích moči byly detekovány četné MP metabolity včetně dihydroxylovaných derivátů a O-glukuronidů. Rychlá UPLC separace za 5 min umožnila dobré rozlišení všech cílových sloučenin.

Při detekci O-glukuronidů byly identifikovány dvě izoformy (tR 0,52 a 0,75 min) s vysokou kvalitou fragmentačních spekter, které odlišily metabolismus na thiophene a pyridinovém kruhu. Díky sub-ppm přesnosti hromad se podařilo jednoznačně přiřadit polohy modifikací.

Dihydroxylované metabolity vykázaly dva chromatografické píky (tR 0,97 a 1,12 min) a charakteristické fragmenty v MS/MS spektru, což umožnilo potvrzení jejich struktury.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda spojuje výhody vysokorychlostní chromatografie a DDA hmotnostního spektrometru pro vysoce průkazné analýzy:

• Vysoká hmotnostní a izolační rozlišovací schopnost.
• Rychlé workflow – analýza do 5 minut na vzorek.
• Detailní strukturační informace pro spolehlivou identifikaci metabolitů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj v oblasti automatizace datového zpracování a machine learningu pro predikci metabolitů. Možnost aplikace workflow na širší spektrum léčiv, včetně komplexních xenobiotik, a integrace s in silico metabolickými modely.

Závěr

Studie prokázala, že kombinace UPLC, DDA na Xevo MRT a UNIFI softwaru představuje výkonný přístup pro rychlou a přesnou identifikaci metabolitů methapyrilenu v potkaní moči. Workflow umožňuje vysokou citlivost, výjimečnou hmotnostní přesnost a detailní fragmentační informace, což je klíčové pro toxikologické a farmakologické studie.

Reference

1. Graichen M. et al. Effects of methapyrilene on rat hepatic xenobiotic enzymes and liver morphology. Fundam. Appl. Toxicol. 1985;5:165–174.
2. Ratra R.K. et al. Effects of induction and inhibition of cytochrome P450 on the hepatotoxicity of methapyrilene. Toxicol. Sci. 1998;46:185–196.